ویژگی های انتشار آکوستیک انتشار ترک هنگامی که سنسور دما به آرامی تغییر می کند.
همانطور که دمای پیزوسرامیک مواد PZT بالا می رود و به آرامی سرد می شود، انتشار صوتی ناشی از رشد ترک ناشی از تنش حرارتی داخلی نمونه در شکل 3 نشان داده شده است. نرخ گرمایش و سرعت سرمایش یکسان هستند، هر دو 5 ℃ / دقیقه، اما منحنی های سرعت انتشار صوتی در طول فرآیندهای گرمایش و خنک شدن کاملاً متفاوت تشخیص داده می شوند. هنگامی که گرم می شود، منحنی سرعت شمارش انتشار صوتی در دمای 500 درجه سانتیگراد و 250 تا 300 درجه سانتیگراد به اوج می رسد، اما در مقایسه با انتشار صوتی تولید شده در هنگام خنک شدن بسیار کوچک است. حداکثر نرخ شمارش انتشار صوتی در هنگام خنکسازی تشخیص داده میشود. این 400 برابر بیشتر از گرمایش است که در محدوده دمایی 500 ~ 600 ℃ به حداکثر مقدار خود میرسد و چگالی انتشار صوتی بالایی دارد. بنابراین، رشد و انتشار ترک عمدتاً در طول فرآیند خنکسازی رخ میدهد. در شرایط افزایش دما، اگرچه تنش حرارتی نیز در نمونه به دلیل انبساط حرارتی ایجاد میشود، اما باعث رشد ریز ترک نمیشود.
هنگامی که به حداکثر دماهای مختلف T max گرم می شود و سپس به آرامی سرد می شود، ویژگی های انتشار صوتی فرآیند انتشار میکروترک در شکل 4 نشان داده شده است. هنگامی که Tmax <50 0 ℃، سیگنال انتشار صوتی شناسایی شده دارای یک اوج در محدوده دمایی 1 80 ~ 2700 ℃ است که نشان دهنده انبساط میکروکرک است، به طور عمده رشد را نشان می دهد. 200 ℃، و بنابراین در این محدوده دما، برانگیختن سیگنالهای گسیل صوتی غنی، هنگامی که Tmax = 80 ℃، سیگنال انتشار صوتی به وضوح به منطقه دمای بالا منتقل میشود، و مقدار اوج نرخ شمارش انتشار صوتی در محدوده دمایی 500 تا 600 ℃ ظاهر میشود و به طور عمده نشان دهنده رشد میکرو است. در 500-600. ℃. همچنین از شکل 4 می توان دریافت که هر چه Tmax بزرگتر باشد، سیگنال انتشار صوتی قوی تر است.
هنگامی که نمونه نوار پیزوالکتریک فرکانس پایین به آرامی خنک می شود، ریزترک ها عمدتاً ناشی از تنش حرارتی ناشی از تفاوت در ضرایب انبساط حرارتی فازهای مختلف در بیلت چینی است. پراش اشعه ایکس و روش HF برای تجزیه و تحلیل کمی ترکیب کریستال پیزو سرامیکی و محتوای فاز شیشه ای نمونه استفاده شد. نتایج نشان داد که کریستال سرامیکی پیزو حاوی حدود 3.5 درصد از فاز کریستال کوارتز است (جدول صفحه بعد را ببینید). فاز بلوری فاز کریستال کوارتز به ترتیب در دمای 570 ℃ و 1800-1270 ℃ تبدیل می شود. بنابراین، ضریب انبساط حرارتی فاز کریستال کوارتز در اطراف این دو دما به شدت تغییر می کند که باعث ایجاد تنش حرارتی می شود. پیک سیگنال انتشار صوتی نشان داده شده در شکل 4 مربوط به این دو محدوده دمایی تبدیل کریستال کوارتز است، که نشان می دهد در محدوده دمای تبدیل کریستال پیزو کوارتز، تنش حرارتی در اطراف ذرات کوارتز ایجاد می شود تا باعث ایجاد مقدار زیادی ترک شود که سیگنال گسیل صوتی غنی را تحریک می کند. منحنی انتشار آکوستیک به طور کامل فرآیند دینامیکی تشکیل ریزترک در نمونه تحت تنش حرارتی را منعکس می کند. هنگامی که دما به Tmax های مختلف افزایش می یابد، ریز ترک های ایجاد شده در طی فرآیند خنک سازی بیلت چینی به درجات مختلف بهبود می یابند. هر چه Tmax بالاتر باشد، درجه ترمیم میکرو ترک بیشتر است. هنگامی که خنک می شود، ریز ترک ها دوباره تشکیل می شوند. هر چه انرژی بیشتری آزاد شود، بنابراین سیگنال انتشار صوتی نمونه در طول خنک شدن با افزایش Tmax افزایش می یابد.
4 نتیجه گیری ویژگی های انتشار آکوستیک مبدل پیزو دیسک مواد سرامیکی تحت تنش حرارتی منعکس کننده روند انتشار و انتشار ترک در داخل ماده است:
(1) تشکیل و رشد ترکهای نماد در مواد سرامیکی کوراندوم-مولیت تحت تنش حرارتی عمدتاً در طول فرآیند خنکسازی اتفاق میافتد و مقدار اوج نرخ شمارش انتشار صوتی در طول فرآیند خنکسازی حدود 400 برابر در طول فرآیند گرمایش است. (2) هنگامی که اندازه دانه کاهش می یابد، انتشار و انتشار ترک های نماد در مواد سرامیکی تحت تنش حرارتی به تدریج تا محدوده کوچکتری سرکوب می شود. (3) در شرایط خاموش کردن، ویژگیهای انتشار آکوستیک انبساط حالت پایدار و انتشار بیثباتی ترک نشان ناشی از تنش حرارتی با روند تغییر قدرت نمونه تحت شوک حرارتی مطابقت دارد.
